论文部分内容阅读
全新世时期是人类文明迅速发展繁荣的时期，也是全球环境发生深刻变化的时期。位于黄河中游的伊洛河流域，是我国古代文明的重要发祥地之一，人类活动的古遗址分布广泛。现有研究成果显示，该区在全新世水旱灾害频发，对中华文明进程产生了深远影响。深入研究古遗址周围的黄土——古土壤地层和古洪水平流沉积物，识别和获取蕴藏其中的古洪水信息，并以此确定全新世特大古洪水事件发生的次数、频率、时间及规模，有助于揭示伊洛河流域及黄河中游地区全新世环境演变的特点和规律。本研究基于详细的野外考察，在河南新郑县北格大张村黄土台地选择了全新世黄土——古土壤GDZ剖面，在洛阳市东北约20km处的汉魏故城遗址选择了HWC剖面，在汉魏城邻近河岸的龙虎滩村采集了LHT剖面，又在其邻近的上游2处河岸于营村、杨湾村分别采集了YYC、YWC剖面，共4处典型的全新世古洪水平流沉积剖面。对5个剖面进行了磁化率、粒度等环境代用指标的室内实验分析和测定。通过实验结果，鉴定识别蕴藏于古洪水平流沉积物中的伊洛河全新世特大古洪水信息，并可为进一步揭示全新世黄河中游地区环境演变和人类活动状况及二者的相互作用提供依据。获得的主要结论为：1．GDZ剖面是典型的全新世黄土——古土壤剖面，记录了黄河中游及其附近地区的全新世气候环境演变信息：晚冰期（14700～11500aB．P．）气候冷干且多突变；早全新世（11500～8500aB．P．）气温有所回升，但仍寒冷干燥，接近西北草原气候，冬季风渐弱、夏季风增强；中全新世（8500～3100aB．P．）为全新世最温暖湿润期，夏季风强盛，气候类似长江中下游现代气候，风沙活动和风尘堆积减弱，成壤强烈，土壤淋溶和粘化作用较强，气候最适宜期为6760～6520aB．P．：晚全新世（3100～1500aB．P．）气候开始恶化，干旱少雨，植被退化，冬季风最为强盛，成壤作用减弱，风尘堆积最频繁且强度大，沉积速率高，比早全新世更干旱。其L0的形成机制为：黄河频繁的改道、决口、泛滥在豫北、豫东平原上沉积了大量的黄河泥沙，在冬、春季节，干燥、松散的黄河泥沙在平原强劲的东北风吹扬下，形成沙尘暴，粒径较细的粉沙级颗粒以悬移状态被扬起、搬运、最后沉降在距离来源区20～150km的外围。经过风力长期的塑造，在高空西风急流所携带极细粉尘的加入和风尘沉积区物理、化学、生物参与成壤改造作用下最终形成沙质黄土层。2．HWC、LHT、YWC、YYC剖面均为全新世古洪水平流沉积剖面。根据HWC剖面的文化遗物判断，4个剖面中的平流沉积层记录的均为晚全新世古洪水事件，且越靠剖面上部的层位对应的洪水规模越大。在LHT、YWC和YYC剖面中，磁化率均呈现出平流沉积层中偏低，而在风吹沙和中、粗沙层中偏高的特点，其原因是平流沉积层的物质来源多为上游黄土区的土壤侵蚀和水土流失带来的土壤，而沙层的物源则是上游基岩山区的岩石经风化、搬运而来。3．LHT和YWC剖面中都有多个“平流沉积层——风吹沙层”互层，其中的平流沉积层为古洪水平流沉积物，风吹沙层则是洪水间歇期当地盛行的东北风搬运的河床沙在阶地上堆积的产物。晚全新世时期，当盛行的东北风携带黄泛泥沙在GDZ剖面堆积形成L-0时，LHT和YWC剖面则在河谷中强劲的东北风与频繁发生的古洪水的交替作用下形成了“平流沉积层——风吹沙层”互层。推测LHT剖面中的粘土质平流沉积层和粉沙质平流沉积层共记录了12次晚全新世特大古洪水事件，其中顶部的3次为近现代大洪水。YWC剖面的层位种类最为复杂多样，其中的粉沙质平流沉积层、粉沙土质平流沉积层、粉土质平流沉积层、粘土质平流沉积层、细沙质粉土层和细沙质土层均为洪水沉积物，共代表了不少于10次晚全新世特大古洪水事件。平流沉积层与风吹沙层在LHT和YWC剖面的多次交替，反映出晚全新世时期该区气候环境系统的剧烈波动和恶化、东北风强盛和古洪水事件的频繁发生。4．HWC剖面至少记录了3次全新世晚期特大洪水事件，对应剖面中的3个平流沉积层，之所以记录的洪水次数较少是因为其离河流较远，有洛河大堤阻隔洪水且受人类活动干扰大。YYC剖面共记录了8次晚全新世古洪水事件，由于剖面位于出山口地带的砾石质河床段，水动力条件较强，因此河床中没有沉积丰富的细沙物质，所以位于一级阶地上的剖面中没有LHT和YWC剖面中风吹沙层与平流沉积层交替出现的情况，取而代之的是历次大洪水形成的中、粗沙层和平流沉积层，即剖面中各层均代表1次晚全新世古洪水事件。